Đồ án CTM-Thiết kế hệ dẫn động xích tải, đề 7

Đồ án môn học chi tiết máy *** Đề số: 7 Thiết kế hệ dẫn động xích tải v f Z.p 5 4 2 3 1 3s t1 t2 tck t T2 Tmm T1 T 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải 2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích Số liệu cho tr ớc: 1. Lực kéo xích tải: F=8000 (N) 2. Vận tốc xích tải: v=0,65 (m/s) 3. Số răng đĩa xích tải: z=9 4. Bớc xích tải: p= 125(mm) 5. Thời hạn phục vụ: l h =21.000 (h) 6. Số ca làm việc: soca= 2 7. Góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài: = 30 0 8. Đặc tính làm việc: êm va đập nhẹ va đập vừa 1 T mm = 1,4T 1 T 2 = 0,8T 1 t 1 = 4 (h) t 2 = 3 (h) t ck = 8 (h) Khối l ợng thiết kế: 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 0 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 3 1 bản thuyết minh Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 1. Tính toán động học Chọn động cơ d P = P yc (1) Trong đó: P yc : công suất yêu cầu (kw), : hệ số quá tải, : hiệu suất truyền động. Do có 1 trục công tác 1000 .vF P ct = Trong đó: F: lực kéo (N) v: vận tốc (m/s) Thay số: )(2,5 1000 65,0.8000 kwP ct == Hiệu suất: = 1 . 2 . 3 = k . 3 ol . 2 br . tv . x Trong đó k : hiệu suất nối trục di động, ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn ( do có 3 cặp ổ lăn), br : hiệu suất 1 cặp bánh răng trong hộp giảm tốc ( do có 2 cặp bánh răng), x : hiệu suất truyền động xích. Tra bảng 2.3 ta đợc: k : = 0,99 ol : = 0,99 br : = 0,96 x : = 0,95 2 = 0,99.0,99 3 .0,96 2 .0,95 = 0,8585 = ck ii t t T T 2 1 với T 2 = 0,8T 1 t 1 = 4 (h) t 2 = 3 (h) t ck = 8 (h) 86,0 8 3 .8,0 8 4 .1 22 2 1 21 1 1 =+= + = ckck t t T T t t T T Thay các số liệu tính toán đợc , , P ct vào (1) )(209,5 8585,0 20.5 .86,0 kwP yc == Tính số vòng: ct dc n n u = n sb =n ct .u sb )/( . 1000.60 phvg D n ct = D đờng kính đĩa xích tải zp D . = Trong đó: p: bớc xích tải p = 125 (mm), z: số răng đĩa xích tải z = 9 9.125 = D )/(35 9.125 . 65.0.60000 phvgn ct == hngsb uuu .= Tra bảng 2.4 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng 2 cấp 20= h u ng u tỷ số truyền động xích 2 ữ 5 1004020)52( ữ=ữ= sb u )/(5300212053)10040( phvgu sb ữ=ữ= Tra bảng P 1.1 với điều kiện: )(5,5 kwPP ycdc = nsb = 1400(v/ph) Đồng thời kiểm tra điều kiện mở máy 3 dn k dn kmm T T T T T T T T 1 1 1 .4,1 dn k T T 4,1 Tra bảng P1.4 Tìm đợc kiểu động cơ 4A112 M4Y3 P = 5,5 (kw) ndc =1425 (v/ph) %=85,0 cos = 0,85 2= dn k T T ,2 D= Khối lợng: m =56.0(kg) 2. Phân phối tỷ số truyền Tính tỷ số truyền của hệ ct dc n n u = Nh trên ta có: )/(1425 phvgn dc = )/(35 phvgn ct = 7.40 35 1425 == u Tính tỷ số truyền u cho các bộ truyền: hng uuu .= ng u chọn trớc 52 ữ= ng u 52 72,55 ữ == ng h u u u chọn ng u = x u = 2 24,18= h u Phân phối tỷ số truyền cho các cấp 21 .uuu h = với 221 2,1)3,12,1( uuu =ữ= 2 2 2,124,18 u= 968,3 2 =u 04.5 1 =u 4 3. Tính toán các thông số và điền vào bảng k dc P P 1 = với )(209.5 kwP ct = )(25,6 96,0.99,0 76,5 )(76,5 96,0.99,0 48,5 )(48,5 99,0.96,0 209,5 2 21 2 1 3 32 3 2 43 3 kw PP P kw PP P kw PP P olk brol xbr ctct ==== ==== ==== 2 3 =u do chọn 2= x u ).(41886 1425 25,6 .10.55,9 .10.55,9 )/(625,35 2 25,71 )/(25,71 968,3 285 )/(285 04,5 1425 6 1 6 3 2 2 3 1 1 2 mmNT n P T phvg u n n phvg u n n phvg u n n i i i x ct == = === === === Tơng tự: ).(5,193010 2 mmNT = ).(734512 3 mmNT = Trục Động cơ I II III Công tác P(kw) 5,5= dc P 6,25 5,76 5,48 2,5 TS truyền 1 04,5 1 =u 968,3 2 =u 2 3 =u N(vg/ph) 1425 1425 1 =n 285 2 =n 25,71 3 =n 625,35= ct n T(mm) 41886 1 =T 193010 2 =T 734512 3 =T 5 Phần II Thiết kế các bộ truyền 1. Chọn vật liệu Do hộp giảm tốc 2 cấp chậm với đặc tính làm việc va đập vừa nên chọn vật liệu nhóm I đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 ữ15 đơn vị HBHH )1510( 21 ữ+ Bánh nhỏ: thép 45 thờng hoá HB= 180 ữ350 (kích thớc s 80 mm) )(340)(600 11 MPAMPA chb == Chọn 270 1 =HB Bánh nhỏ: thép 45 thờng hoá HB= 170 ữ217 (kích thớc s 80 mm) )(340)(600 22 MPAMPA chb == Chọn 315 2 =HB 2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm . [ ] [ ] FLFCXHSR F HLim F HLXHvr H H KKKYY S KKZZ S 0 0 0 = = Trong đó : r Z : hệ số xét đến độ nhẵn của mặt răng làm việc, v Z :hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng, XH K : hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng, R Y : hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng, S Y : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất, XF K : hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn. Trong bớc tính thiết kế sơ bộ lấy 1 = XHVR KZZ và 1 = XFSR KYY Do đó: [ ] H HL o HH S K . lim = [ ] F FL FC o FLimF S K K = Trong đó: o HLim và o FLim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, FH SS , : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, FC K : 6 Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải, FLHL KK , : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền. * Với bánh nhỏ: Theo bảng 6.2 ta có: )(61070270.2702 1 MPAHB o LimH =+=+= 1,1 1 = H S H m HE HO HL N N K 1 1 = H m bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc 6= H m (vì 350180 1 =HB ) 1 HO N số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc 4,2 11 30 HBHO HN = với HB H Với độ rắn Brinen 74,2 10.05,2270.30 1 == HO N 1 HE N số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng ii Max i HE tn T T cN 60 3 1 = Trong đó: c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, n: số vòng quay trong một phút, t: tổng số giờ làm việc. 7 33 10.13,21 8 3 .8,0 8 4 .121000. 04,5 1425 .1.60 1 1 = += HE HE N N Vì 77 10.776,010.12,26 1`1 == HOHE NN [ ] )(554 1,1 1.610 1 1 MPA K H HL == = Theo bảng 6.2 766 6 10.3,21 8 3 .8,0 8 4 .1.21000. 04,5 1425 .1.60 60 75,1 )(486270.8,1 1 1 1 = += = = == FE ii Max i FE F o LimF N tn T T cN S MPA 7 Vì 67 10.410.3,21 1 == FOFE NN 1= FL K * Với bánh lớn tính toán tơng tự 7 33 74,2 10. 86,13 8 3 .8,0 8 4 .121000. 96,3 285 .1.60 10.97,02315.30 1,1 70070315.270.2 2 2 2 2 = += == = =+=+= HE HE HO H o LimH N N N S HB vì 77 10.676,010.86,13 22 == HOHE NN [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 766 10.99,11 8 3 .8,0 8 4 .121000. 96,3 285 .1.60 )(567315.8,1 )(875700.25,1.25,1)(2,595 2 4,6365.554 2 )(4,636 1,1 1.700 1 2 2 21 2 = += == === + = + = == = FE o F Min H HH H H HL N MPA MPAMPA MPA K Lim vì 67 10.410.99,11 2 == FOFE NN 1= FL K Mặt khác bộ truyền quay một chiều 1= FC K [ ] )(4.356 75,1 1,1.567 MPA Max H == ứng suất quá tải cho phép [ ] [ ] [ ] )(360450.8,0.8,0 )(464580.8,0.8,0 )(1260450.8,2.8,2 22 11 2 MPA MPA MPA ch Max F ch Max F ch Max H === === === 3. Tính toán nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Xác định sơ bộ khoảng cách trục với cấp nhanh ( ) [ ] 3 1 2 1 1 . 1. baH H aw u KT uka += 8 Trong đó: a K : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, i T : mômen xoắn trên trục bánh chủ động (N.mm), [ ] H : ứng suất tiếp xúc cho phép MPA, 1 u : tỷ số truyền cấp nhanh. w w ba a b = w b : chiều rộng vành răng Tra bảng 6.5 với răng nghiêng vật liệu 2 bánh là: Thép Thép 43= a K Tra bảng 6.6 4,0= ba ( ) ( ) 2,1208,1104,54,0.53,01.53,0 1 =+=+= u babd Tra bảng 6.7 với sơ đồ 3 1,1= H K ( ) )(100 )(324,100 4,0.04,5.4,595 1,1.41886 104,543 ).(41886 1 1 3 2 1 mma mma mmNT w w = =+= = Xác định các thông số ăn khớp Theo công thức (6.17) 00,200,1100).02,001,0()02,001,0( 1 ữ=ữ=ữ= w am Theo bảng 6.8 chọn mô đun pháp m = 2(mm) Chọn sơ bộ 0 10= do đó cos = 0,9848 số răng bánh nhỏ 19 626,18 )104,5.(2 9848,0.100.2 )1( cos 2 1 1 1 1 = = + = + = Z um a Z w số răng bánh lớn 96 76,9519.04,5. 2 112 = === Z ZuZ do đó tỷ số truyền thực sẽ là: ''5'.37.10611,10 98290,0 100.2 )9619.(2 2 )( 052,5 19 96 0 21 1 2 1 o w m a ZZm Cos Z Z u == = + = + = === 9 Theo bảng 6.9 19217219 min1 =+=+= ZZ Với 17 min =Z Hệ số dịch chỉnh bánh nhỏ 0 1 =x bánh lớn 0 2 =x * Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo ct(6.33) ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc 2 1 1 )1.( 2 wmw mH HMH dub uKT ZZZ + = trong đó M Z Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5 3 1 )(274 MPAZ M = H Z : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tw B H Sin Cos Z .2 .2 = ta có 1615,0611,10).429,30cos(.cos 0 === tgtgtg tb o twt b tg arctg tg arctg 34,20 9829,0 20 cos 175,9 0 = = == = vì theo TCVN góc profil o 20= 740,1 33,20.2 )175,9cos(.2 == o o H Sin Z Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Theo (6.37): .m Sinb w = )(00,40100.4,0. 1 mmab wbaw === 1424,1 2 611,10(.6,41 ) == o Sin do đó 1 =Z 76,0 649,1 11 649,19829,0 96 1 19 1 2,388,1cos 11 2,388,1 21 === = += += Z ZZ 1 w d đờng kính vòng lăn bánh nhỏ 10 [...]... m [ ] F1 Tra bảng 6 .7 K F = 1,32 ( bd = 0,99 1 và sơ đồ 3) F2 = F g o v aw 2 um Tra bảng 6.15 F = 0,006 go = 73 v F2 = 0,006 .73 .0, 87 K F = 1 + F2 bw2 d w2 2.T2 K F K F 139 = 2, 079 3,9680 =1+ 2,1.55,6.56 = 1,088 2.193010.1,32.1, 37 Tra bảng 6.14 K F = 1, 37 Do đó: K F = K F K F K F = 1,32.1, 37. 1,09 = 1, 97 1 1 Với = 1 ,74 Y = = 1 ,74 = 0, 574 7 Với = 11 ,77 O Y = 1 O 11 ,77 o = 1 = 0,916 140 140... 0,5.81] 2 = 175 6,5(mm) 2 Để xích không chịu lực căng quá lớn giảm a1 lợng bằng a = 0,004.a = 0,004. 175 6,5 4 a = 175 0( mm) Số lần va đập của xích i= Z 1 n1 27. 35 = = 0,525 15.x 15.120 Tra bảng 5.9 i = 0,525 [i] = 35 * Tính kiểm nghiệm xích về độ bền S= Q K d Ft + Fo + Fv Q tải trọng phá hỏng (N) Tra bảng 5.2 Q= 172 400(N) Khối lợng 1 mét xích q = 7, 5 (kg) K d hệ số tải trọng động với chế độ làm... 495,4.1.0.95.1 = 470 ,63( MPA) 4 67, 25 = H [ H ] = 470 ,63( MPA) Ta thấy lợng bền thừa là hợp lý Do đó kết quả tính toán phù hợp với yêu cầu * Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 11 F1 = 2.T1 K F Y Y YF1 [ F ] bw1 d w1 m Theo bảng 6 .7 K F = 1,22 ( bd = 1,20416 1,2 và sơ đồ 3) F1 = F g o v a w1 F = 0,006 g o = 73 um 100 = 6,0 07 5,04 v F1 = 0,006 .73 .2,88 K F = 1 + F1 bw1 d w1 2.T1 K F K F = 1+ 6, 07. 41,2.38,564... 2.3 = 23 19 Chọn Z 1 = 27 do đó số răng đĩa lớn Z 2 = u x Z1 = 3.25 = 75 Z Max = 120 (đối với xích con lăn) Công suất tính toán Pt = P.K K Z K n Trong đó: P: công suất cần truyền Kz = Z 01 27 27 = = = 1 hệ số số răng Z1 Z 1 27 Kn = n01 50 = = 1,43 hệ số vòng quay n1 35 K = K o K a K dc K bt K d K c với K o = 1 ( đờng tâm các đĩa xích làm với phơng nằm ngang 1 góc 30o 40o ) hệ số kể đến ảnh hởng của... 2 cos(10 ,77 o ) = 1 ,73 3 Sin 2.20,31o Z hệ số kể đến sự trùng khớp của răng bw Sin m. = bw = ba a w1 = 0,4.139 = 55,6(mm) 1 55,6.Sin(11 ,77 o ) = = 1,68 1 do đó Z = 2. 1 1 1 1 cos = 1.88 3,2 + = 1,88 3,2 + 0,98 = 1 ,74 Z 28 112 1 Z 2 Z = 1 1 = = 0 ,75 8 1 ,74 d w2 đờng kính vòng lăn bánh lớn d w2 = v= 2.a w2 um + 1 d w2 n 2 60.000 = 2.139 = 56(mm) 4 +1 = 56.285 = 0, 87( m / s )... Ft = 1000 p v Z 1 p.n 27. 30.35 = = 0, 472 5( m / s) 60.000 60.000 1000.5,2 Ft = = 11005,3( N ) 0, 472 5 v= Fv = q.v 2 = 7, 5.(0, 472 5) 2 = 1, 67( N ) F0 = 9,81.K f q.a = 9,81.4 .7, 5.1 ,75 = 515( N ) 19 Trong đó K f = 4 (bộ truyền nghiêng 1 góc < 40 0 ) S= 172 400 = 10,82 1,4.11005,3 + 1,95 + 515 Tra bảng 5.10 n=50(vg/ph) [s] =7 Vậy s>[s] bộ truyền đảm bảo điều kiện bền * Đờng kính đĩa xích d1 = d2 = p 44,45 =... 100( MPA) 25.49,5. (7 4) 2.41886 c = = 8,46 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 25.49,5.8 d = Tại vị trí lắp bánh răng d =19 b=6 h= 6 t1 = 3,5 27 h =7 t1 = 4 l t = 0,9.39 = 35(mm) 2.41886 = 50,38 [ d ] = 100( MPA) 19.35.(6 3,5) 2.41886 c = = 13 ,75 [ c ] = 20 ữ 30( MPA) 29.35.6 d = 28 Fr Rbx Fa1 A Ft1 1 56 70 B 120 Fr1 Rax Rby My 177 00 101140 Mx 42500 579 00 41886 29 20K6 25H7/K6 20K6 T 19H7/K6 M Ray (truc)... MPA) 32 Trục II Ft2 Ray A A Fr2 44 Rby Fa2 76 71 Fr2 B Ft2 Fa2 Rbx Rax My 203200 28 870 0 50500 15200 Mx 28080 2 670 0 193010 33 30K6 36H7/K6 34H7/K6 30K6 T Trục III Tính phản lực ở các ổ trục và vẽ biểu đồ mômen lc 34 : khoảng công xôn trên trục III tính từ chi tiết thứ 4 ở ngoài hộp giảm tốc trên gối đỡ lc 34 = 0,5( 57 + 21) + 15 + 18 = 72 (mm) Lực do xích tác động trên trục Fry = 5862,5( N ) Fr 4 = Ft... v=0, 87 (m/s) dùng cấp chính xác 9 (vì v 4 (m/s)) Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 8 và v10 (m/s) K H = 1,13 H = H g o v aw 2 um Tra bảng 6.15 H = 0,006 Tra bảng 6.16 g o = 73 H = 0,006 .73 .0, 87 139 = 2,19 3,968 Theo bảng 6 .7 với sơ đồ hình 3 15 K H = 1,2 K H = 1 + H bw d w2 = 2.T2 K H K H 1 + 2,29.55,6.56 = 1,018 2.193010.1, 07. 1,0 K H = K H K H K H = 1, 07. 1,18.1 = 1,09 H = 274 .1,8.0 ,75 8 2.193010.1,16(3,968... P] = 14 ,7( kw) 18 Đồng thời theo bảng 5.8 p pMax Khoảng cách trục a=40p =40.31 ,75 =1 270 (mm) Xác định số mắt xích x 2.a Z 1 + Z 2 ( Z 2 Z 1 ) p 27 + 54 27 2 p x= + + = 2.40 + + = 120,995 p 2 2 4. 2 a 4. 2 40 p 2 Lấy số mắt xích chẵn x=120 Tính lại khoảng cách trục (Z Z ) 2 a = 0,25 p x c 0,5( Z 1 + Z 2 ) + [ x c 0,5( Z 1 + Z 2 )] 2 2 2 1 (54 27) 2 a = 0,25.44,45120 0,5(54 + 27) + [120 . Đồ án môn học chi tiết máy *** Đề số: 7 Thiết kế hệ dẫn động xích tải v f Z.p 5 4 2 3 1 3s t1 t2 tck t T2 Tmm T1 T 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải 2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích Số. 97, 109,1. 37, 1.32,1 === FFFF KKKK Với 74 ,1= 574 7,0 74 ,1 11 === Y Với O 77 ,11= 916,0 140 77 ,11 1 140 1 === oO Y Số răng tơng đơng 16 2023,119 98,0 112 3 074 ,29 98,0 28 22 11 33 2 33 1 ==== ==== vv vv Z Cos Z Z Z Cos Z Z Tra. 7 33 74 ,2 10. 86,13 8 3 .8,0 8 4 .121000. 96,3 285 .1.60 10. 97, 02315.30 1,1 70 070 315. 270 .2 2 2 2 2 = += == = =+=+= HE HE HO H o LimH N N N S HB vì 77 10. 676 ,010.86,13 22 == HOHE NN [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 76 6 10.99,11 8 3 .8,0 8 4 .121000. 96,3 285 .1.60 )(5 673 15.8,1 )( 875 700.25,1.25,1)(2,595 2 4,6365.554 2 )(4,636 1,1 1 .70 0 1 2 2 21 2 = += == === + = + = == = FE o F Min H HH H H HL N MPA MPAMPA MPA K Lim vì